package com.zs.letcode.illustration_of_algorithm;

import java.util.Arrays;

/**
 * 剑指 Offer 40. 最小的 k 个数
 * 输入整数数组 arr ，找出其中最小的 k 个数。例如，输入4、5、1、6、2、7、3、8这8个数字，则最小的4个数字是1、2、3、4。
 * <p>
 * 示例 1：
 * <p>
 * 输入：arr = [3,2,1], k = 2
 * 输出：[1,2] 或者 [2,1]
 * 示例 2：
 * <p>
 * 输入：arr = [0,1,2,1], k = 1
 * 输出：[0]
 * 限制：
 * <p>
 * 0 <= k <= arr.length <= 10000
 * 0 <= arr[i]<= 10000
 * 相关标签
 * 数组
 * 分治
 * 快速选择
 * 排序
 * 堆（优先队列）
 * <p>
 * 作者：Krahets
 * 链接：https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/ohvl0d/
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
 *
 * @author madison
 * @description
 * @date 2021/8/23 09:33
 */
public class Chapter45 {
    public static void main(String[] args) {

    }

    private class Solution {
        /**
         * 方法一：排序
         */
        public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
            quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
            return Arrays.copyOf(arr, k);
        }

        private void quickSort(int[] arr, int l, int r) {
            // 子数组长度为 1 时终止递归
            if (l >= r) {
                return;
            }
            // 哨兵划分操作（以 arr[l] 作为基准数）
            int i = l, j = r;
            while (i < j) {
                while (i < j && arr[i] >= arr[l]) {
                    j--;
                }
                while (i < j && arr[i] <= arr[l]) {
                    i++;
                }
                swap(arr, i, j);
            }
            swap(arr, i, l);
            // 递归左（右）子数组执行哨兵划分
            quickSort(arr, l, i - 1);
            quickSort(arr, i + 1, r);
        }

        private void swap(int[] arr, int i, int j) {
            int tmp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = tmp;
        }

        /**
         * 方法二： 基于快速排序的数组划分
         */
        public int[] getLeastNumbers1(int[] arr, int k) {
            if (k >= arr.length) {
                return arr;
            }
            return quickSort(arr, k, 0, arr.length - 1);
        }

        private int[] quickSort(int[] arr, int k, int l, int r) {
            int i = l, j = r;
            while (i < j) {
                while (i < j && arr[j] >= arr[l]) {
                    j--;
                }
                while (i < j && arr[i] <= arr[l]) {
                    i++;
                }
                swap(arr, i, j);
            }
            swap(arr, i, l);
            if (i > k) return quickSort(arr, k, l, i - 1);
            if (i < k) return quickSort(arr, k, i + 1, r);
            return Arrays.copyOf(arr, k);
        }
    }
}
